試論機(jī)械式材料試驗機(jī)檢定中重復(fù)性異常和常見誤差

張學(xué)德

（湖北省黃岡市計量檢定測試所　湖北　黃岡　438000）

試論機(jī)械式材料試驗機(jī)檢定中重復(fù)性異常和常見誤差

張學(xué)德

（湖北省黃岡市計量檢定測試所湖北黃岡438000）

材料試驗機(jī)是非常普遍的檢測設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展其利用的范圍也越來越廣泛，而且其技術(shù)含量也在不斷提升。目前，機(jī)械式材料試驗機(jī)一般用在傳統(tǒng)工廠和建設(shè)工程質(zhì)量檢測中，用在工廠是為了確保原材料的合格穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量的出廠檢驗；而建設(shè)工程方面主要是對建設(shè)工程原材料、施工過程和工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督檢驗。如果生產(chǎn)的過程中，根本不對相關(guān)的材料性質(zhì)進(jìn)行檢測，那么投入生產(chǎn)的材料的性能很有可能與生產(chǎn)的規(guī)定不相符合，定然會對相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量和相關(guān)的工程的質(zhì)量產(chǎn)生極為不利的影響，因此，材料試驗機(jī)的應(yīng)用就顯得十分的必要。而在利用試驗機(jī)進(jìn)行檢測的時候，其檢測的結(jié)果通常會出現(xiàn)誤差。本文主要闡述了機(jī)械式材料試驗機(jī)示值重復(fù)性異常的分析處理以及試驗機(jī)在定期檢定中常見誤差產(chǎn)生的原因，并提出了試驗機(jī)在定期檢定中常見誤差的解決辦法。

試驗機(jī)檢定；重復(fù)性異常；常見誤差

1　引言

材料試驗機(jī)包括萬能材料試驗機(jī)、拉力試驗機(jī)、壓力試驗機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)不但發(fā)展機(jī)械式材料試驗慢慢地將被電子式、電液伺服材料試驗機(jī)所代替。但是在傳統(tǒng)的中大型工廠和建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)方面還有大量的機(jī)械式材料試驗機(jī)還在使用，對于這一類型的試驗機(jī)的檢定維護(hù)，很大一部分操作人員和計量檢定員都不會。由于這類機(jī)械式的材料試驗機(jī)的使用年限比較長所以經(jīng)常出現(xiàn)示值超差的情況，這就對檢定和操作人員檢定和維護(hù)提出了一個很高的要求。另外由于建筑行業(yè)的性質(zhì)，試驗機(jī)需要隨著工程進(jìn)行搬運，而其使用的環(huán)境也相對惡劣，所以容易產(chǎn)生一定的誤差與異常。因此，試驗機(jī)在每次搬運之后都要進(jìn)行計量檢測，并且一定要按照周期檢定。如果在檢定過程中發(fā)現(xiàn)誤差與示值重復(fù)性產(chǎn)生異常的時候，必須要逐步尋找原因所在，排除異常狀況。

2　示值重復(fù)性異常的分析處理

2.1主動針固定螺釘松動導(dǎo)致的重復(fù)性超差

這一類的問題通常不容易被發(fā)現(xiàn)，但是卻時有發(fā)生。試驗機(jī)在搬運與使用的過程當(dāng)中，主動針固定螺釘也許會由于振動以及扭緊度不夠而發(fā)生松動，導(dǎo)致主動針位置在使用的過程中發(fā)生變化，使得試驗機(jī)零位調(diào)整不到位，示值變化大。該問題的表現(xiàn)通常為：在利用漸進(jìn)調(diào)零方法的時候，一直調(diào)整不到位，不能夠嚴(yán)格對準(zhǔn)零位。在實際的工作過程中，可以通過下面的方法進(jìn)行確認(rèn)：用右手固定好絲桿，然后用左手調(diào)整表盤中間的撥針器，使得從動針緩緩觸碰主動針，假如主動針移動，就可以確定固定螺釘松動。然后重新將螺釘擰緊即可。

2.2試驗機(jī)主擺軸承問題導(dǎo)致的重復(fù)性超差

因為主擺軸承位于比較封閉的環(huán)境當(dāng)中，外面的雜質(zhì)和灰塵等是很難進(jìn)入的，發(fā)生問題可能是因為以下原因：軸承發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動的時候摩擦力有所增加。這是因為試驗機(jī)所處的環(huán)境比較潮濕，沒有對外界環(huán)境的相對濕度進(jìn)行控制導(dǎo)致的；試驗機(jī)使用的時間太長或者是本身的質(zhì)量存在問題，導(dǎo)致發(fā)生疲勞脫落等。這一類型的問題對于小力值的影響較為顯著，它不但會使得示值的相對誤差超過既定范圍，還將會導(dǎo)致示值的波動變大。因為此類型的問題很難觀察發(fā)現(xiàn)，一般需要憑借經(jīng)驗判別，在沒有非常大把握的情況下，不能夠輕易拆卸主擺。在確定主擺軸承有問題并對其進(jìn)行拆卸之后，經(jīng)常能夠發(fā)現(xiàn)軸承有銹跡，并且存在卡滯現(xiàn)象。對于該種問題的處理，通常需要更換新的軸承。在安裝的時候要尤其小心，不能對其有絲毫的損害。為了可以減小摩擦并且防止其被銹蝕，可以在軸承當(dāng)中滴入一點潤滑油，然后再重新裝配，就可以解決問題。

3　驗機(jī)在定期檢定中常見誤差產(chǎn)生的原因

3.1檢定問題

在眾多的實踐當(dāng)中，試驗機(jī)的檢定可以有很多的因素使得其檢測的誤差增加，從而影響到其既定的結(jié)論。其中問題大多數(shù)出現(xiàn)在使用概率較高或者使用時間較長的設(shè)備當(dāng)中，在實際的檢定中會發(fā)現(xiàn)，試驗機(jī)在使用的過程中如果量程范圍較小的時候，誤差也會比較小，如果量程增加并且接近最大的時候就會增加誤差而超過規(guī)定的范圍。在試驗機(jī)檢定的時候，試驗機(jī)在外觀和安全性能方面一定要保證，而且要在試驗機(jī)的工作臺上安裝標(biāo)準(zhǔn)測力計，調(diào)整試驗時指針的歸零點與平衡砣，在符合規(guī)范之后需要進(jìn)行三次預(yù)壓，一直到試驗機(jī)的刻度得到最大應(yīng)力。隨后連續(xù)用試驗機(jī)測試三次試驗載荷值，根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算出試驗機(jī)的爪值誤差以及示值重復(fù)性誤差。但是在實際的檢定過程中收集到的首次試驗數(shù)據(jù)通常會超過此類型試驗機(jī)的額定誤差范圍，尤其是每個刻度盤的最大量程會出現(xiàn)示值誤差。

3.2試驗機(jī)安裝不正確產(chǎn)生的誤差

試驗機(jī)安裝不夠水平，就會增加活動部件之間的摩擦阻力，從而影響到垂直安裝，使得試驗機(jī)出現(xiàn)相應(yīng)的誤差。如果主機(jī)部分安裝不水平，工作活塞跟工作油缸之間就會產(chǎn)生摩阻力，試驗機(jī)的工作平臺跟一端立柱之間的導(dǎo)輪也將會產(chǎn)生一定的摩阻力，從而產(chǎn)生一定的誤差。該種誤差通常表現(xiàn)為正差，并且誤差會隨著荷載的增加而減小。如果測力計部分前后安裝不水平，就將會使得擺軸和軸承之間產(chǎn)生摩阻力，其誤差通常為負(fù)差。結(jié)合以上兩種原因可以得出結(jié)論，產(chǎn)生誤差的特點都是對小負(fù)荷影響較大，對大負(fù)荷影響較小。

3.3試驗機(jī)垂直度的影響

由于試驗機(jī)是精密儀器，測力部分和主體部分的安裝垂直度找正與否，對其載荷精度有著極為重要的影響。因為擺錘、絲桿在測力部分都是垂直條件下進(jìn)行工作的，如果測力部分發(fā)生了傾斜，將破壞正確的初始狀態(tài)。尤其工地試驗室在轉(zhuǎn)場施工時，試驗機(jī)安裝最容易出現(xiàn)垂直度不合格的問題。通過多次計量檢定發(fā)現(xiàn)，不管安裝垂直度往哪個方向傾斜都會對載荷精度造成影響。例如：如向擺揚起方向傾斜（前后是水平的），出現(xiàn)負(fù)的示值誤差；向擺錘揚起反方向傾斜，出現(xiàn)正的示值誤差；不管向前傾斜或向后傾斜，都會出現(xiàn)負(fù)的示值誤差。尤其測力部分左右傾斜對力值影響最大，前后傾斜影響小。

3.4摩擦阻力產(chǎn)生的誤差

3.4.1主機(jī)部分的摩擦阻力

試驗機(jī)的摩擦阻力最主要產(chǎn)生在工作油缸與工作活塞之間。除了安裝不水平之外，油缸中有異物，油的粘度過大，都會引起摩擦阻力的增大。此外，工作平臺的導(dǎo)輪位置不恰當(dāng)也會引起一側(cè)立柱的摩擦阻力增大。

3.4.2測力計部分的摩擦阻力

測力計引起摩擦阻力的原因比較多，比如測力油缸與測力活塞之間有異物，油的粘度過大，指示設(shè)備上的從動針摩擦力大，齒輪齒桿上有油污、異物或者齒桿上限位片壓得太緊，測力活塞皮帶因為磨損而斷裂等等。

4　試驗機(jī)在定期檢定中常見誤差的解決辦法

4.1解決誤差的方法

對于試驗機(jī)檢定過程中誤差的出現(xiàn)，應(yīng)該先檢查試驗機(jī)的安裝是否水平，對主機(jī)用框式水平尺在工作油缸外圈垂直的兩個方向找平。對于測力計來說，應(yīng)該在在擺桿的正面調(diào)整測力計，使其前后水平，將擺桿的邊緣測繪跟內(nèi)側(cè)刻線對齊并固定，利用水平尺靠在擺桿的側(cè)面來調(diào)整機(jī)體的左右水平。對于油缸中的異物可以采取放油清洗的方法并更換粘度合適的機(jī)油。測力計指示裝置如果從動針摩阻力太大，齒輪齒桿太臟，可以用汽油來清洗，并且要調(diào)整螺絲以及齒桿上限位片，換掉測力活塞上的皮帶等，這些方法都可以達(dá)到消除誤差的目的，使得試驗機(jī)達(dá)到符合規(guī)定的使用狀態(tài)。

4.2示值誤差超差的修正

根據(jù)國家計量檢定規(guī)程要求，萬能試驗機(jī)檢定范圍從每級度盤的20%至額定試驗力，檢定點應(yīng)均勻分布，不得少于5點的規(guī)定及上述造成示值相對誤差的分析，再結(jié)合進(jìn)程檢定時標(biāo)準(zhǔn)測力儀三次示值的算術(shù)平均值超差形式，就可采取適當(dāng)?shù)男拚椒?。常用的超差修正方法有以下幾種：

4.2.1通過擺鉈重量可調(diào)整的誤差

如試驗機(jī)產(chǎn)生的超差是負(fù)誤差，而且是線性的，修正方法可將鉈減輕。如各點誤差均在±1.5%上下，可將鉈去掉重量的1%，則誤差均控制在±0.5%以內(nèi)，不超過規(guī)定誤差的±1%。如試驗機(jī)產(chǎn)生的超差是正誤差，而且是線性的，此時的修正方法應(yīng)更換擺鉈，首先應(yīng)在原鉈上加砝碼，砝碼的重量應(yīng)為鉈及擺桿重量的2%，這樣的誤差為0.5%以內(nèi)，不超過規(guī)定誤差的±1%。

4.2.2通過推板角度可調(diào)整的誤差

這種誤差主要是因為推板與軸承方鐵不垂直大于90°，修正方法應(yīng)松開推板壓緊螺帽，輕輕敲推板使其垂直。反之如小頭大尾，增加或減少鉈都不會使誤差在±1%以內(nèi)。這主要是推板與軸承方鐵的角度小于90°，應(yīng)調(diào)整垂直。

4.2.3精度超差且不為線性

這樣的誤差既不能用鉈重修正，也不能角度調(diào)整，因為它不是線性分布。它多為制造或裝配工藝所造成的。其主要原因是度盤刻度與指針旋轉(zhuǎn)中心不同造成的。為了修正誤差，只有重新裝調(diào)度盤。

4.2.4個別點超差

最后一點大，是由裝配不當(dāng)所造成的，主要是限位開關(guān)壓縮量大。修正方法應(yīng)當(dāng)調(diào)整限位開關(guān)位置。某一個點超差，造成某點超差的主要原因是由于齒桿與齒輪傳動件有毛病，可能因為個別碰傷、有臟物等等。修正方法應(yīng)拿下推桿（齒桿）及齒輪檢查，并修復(fù)和清理。

5　結(jié)語

通過分析可知，在發(fā)現(xiàn)試驗機(jī)檢定中重復(fù)性異常以及引起誤差的原因之后，就可以指示相應(yīng)的檢測人員對相對應(yīng)的原因進(jìn)行有效的檢查，如果發(fā)現(xiàn)確實存在這樣的問題，就應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行糾正，消除干擾因素使其在規(guī)定的誤差范圍之內(nèi)，然后再進(jìn)行相關(guān)的檢定。

[1]劉濱.電子萬能試驗機(jī)與液壓萬能試驗機(jī)的區(qū)別與特點[J].計量與測試技術(shù)，2008（11）.

[2]蓋衛(wèi)強.現(xiàn)代企業(yè)機(jī)械設(shè)備管理[J].山西建筑，2007（15）.

[3]鄒允昌.談大質(zhì)量比較儀（臺式）校準(zhǔn)規(guī)范[J].計量與測試技術(shù)，2007（4）.

TU502

A

1673-0038（2015）32-0141-02

2015-7-22

張學(xué)德（1963-），男，本科，主要從事計量檢定測試工作。